[發明專利]基于仿射匹配點對的多像機系統相對位姿估計方法及裝置

有效

• 申請號: 202010501744.7
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111696158B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 關棒磊;易見為;李璋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 周達

1.一種基于仿射匹配點對的多像機系統相對位姿估計方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取預設運動狀態下多像機系統的外參數；所述外參數包括旋轉量和平移量；

確定所述多像機系統中連續幀之間的仿射匹配點表示；所述仿射匹配點表示包括：仿射匹配點對和局部仿射矩陣；

根據所述仿射匹配點對和所述外參數，確定多像機系統對應的多像機參考坐標系中的歸一化齊次圖像坐標表示，根據所述歸一化齊次圖像坐標表示、旋轉量和平移量，確定所述多像機系統中的對極約束；

根據所述外參數，確定所述多像機系統中連續幀之間的轉換矩陣，根據所述轉換矩陣，確定連續幀之間的基本矩陣；

根據所述基本矩陣，確定所述基本矩陣和所述局部仿射矩陣的關系表達式，根據所述關系表達式和所述歸一化齊次圖像坐標表示，確定所述局部仿射矩陣與所述對極約束的仿射矩陣約束；

確定多像機系統的系統方程；所述系統方程中包括：待求解未知參量；

根據至少一個仿射匹配點對表示對應的仿射矩陣約束和所述對極約束，確定所述系統方程中待求解未知參量的值；

根據待求解未知參量的值確定預設運動狀態下的相對位姿。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述仿射匹配點對和所述外參數，確定多像機系統對應的多像機參考坐標系中的歸一化齊次圖像坐標表示，根據所述歸一化齊次圖像坐標表示、旋轉量和平移量，確定所述多像機系統中的對極約束，包括：

根據所述仿射匹配點對和所述外參數，確定多像機系統對應的多像機參考坐標系中的歸一化齊次圖像坐標表示為：

p_ij＝R_ix_ij,p’_ij＝R_ix’_ij. (1)

式中，P_ij表示連續幀中第一幀圖像的歸一化齊次圖像坐標，P'_ij表示連續幀中第二幀圖像的歸一化齊次圖像坐標；R_i表示第i個攝像機的旋轉量；x_ij表示連續幀中第一幀圖像中的仿射匹配點，x'_ij表示連續幀中第二幀圖像中的仿射匹配點，x_ij、x'_ij組成仿射匹配點對；

根據所述歸一化齊次圖像坐標表示、旋轉量和平移量，確定所述多像機系統中的對極約束為：

式中，I_ij和I'_ij分別表示k和k+1時刻多像機參考坐標系中的Plücker線；t表示平移量；R表示旋轉量；[t]_×表示平移量t的反對稱矩陣。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述外參數，確定所述多像機系統中連續幀之間的轉換矩陣，根據所述轉換矩陣，確定連續幀之間的基本矩陣，包括：

根據所述外參數，確定所述多像機系統中連續幀之間的轉換矩陣為：

式中，(R_Ci,t_Ci)表示轉換矩陣，R_Ci表示相機坐標系C_i在時刻k和k+1兩連續幀之間的旋轉量，t_Ci表示相機坐標系C_i在時刻k和k+1兩連續幀之間的平移量；R_i表示第i個攝像機的旋轉量；t_i表示第i個攝像機的平移量；R表示旋轉量；t表示平移量；T表示轉置；

根據所述轉換矩陣，確定連續幀之間的基本矩陣為：

式中，E表示基本矩陣；[R_it_Ci]_×＝R[t_i]_×R^T+[t]_×-[t_i]_×。